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碳酸二甲酯(Dimethyl carbonate,DMC)是近年来受到高度关注的绿色化工产品,其主要合成方法有酯交换法、CO2直接法、甲醇氧化羰基化法、尿素醇解法等。氧化羰基化法由于原料廉价、工艺简单,被认为是最有前途的工业化方法。研究发现,铜配合物催化剂在催化活性上具有明显的优势,但也存在分离困难的不足之处。催化剂的多相化是解决分离问题的有效方法。本文以吡啶类、咪唑类为第二配体,研究了第二配体的结构和电子性能对Cu(phen)Br2和Cu(phen)(NCS)2(phen=1,10-菲啰啉)催化甲醇氧化羰基化合成DMC反应性能的影响;进一步通过浸渍-交换法制备了Cu(phen)(NCS)2/MCM-41、Cu(phen)(NCS)2/SBA-15和Cu(phen)(NCS)2/SBA-16负载型催化剂,以及甲基、丙基、苯基硅烷修饰的Cu(phen)(NCS)2/SBA-16-C1、Cu(phen)(NCS)2/SBA-16-C3和Cu(phen)(NCS)2/SBA-16-ph,采用FT-IR、UV-Vis、物理吸附、小角度X射线粉末衍射(SAXRD)等对制备的催化剂进行了表征,并结合表征研究了影响固载催化剂活性的原因。1.以咪唑类或吡啶类为第二配体时,第二配体的碱性和空间位阻都影响Cu(phen)Br2的催化活性,且具有明显的甲基效应,即以N-甲基咪唑和2-甲基吡啶为第二配体时,Cu(phen)Br2的催化活性最高,DMC的转化数分别为57.8 molDMC/molCu和52.2 molDMC/molCu。2.以咪唑类或吡啶类为第二配体时,第二配体的碱性和空间位阻也影响Cu(phen)(NCS)2的催化活性:咪唑类配体中,以N-甲基咪唑为第二配体的催化活性最高,DMC的转化数达50.4 molDMC/molCu;吡啶类配体中,取代基的给电子效应越强,催化活性越高,其中以2-氨基吡啶为第二配体的催化活性最高,转化数达到51.3molDMC/molCu。3.以浸渍-交换法制备了负载型催化剂Cu(phen)(NCS)2/MCM-41、Cu(phen)(NCS)2/SBA-15和Cu(phen)(NCS)2/SBA-16,其平均孔径分别为2.8、6.4和4.3 nm;当其催化甲醇氧化羰基化时,催化剂的比表面积对催化性能的影响较小,而孔径影响最大,其中孔径最大的Cu(phen)(NCS)2/SBA-15的活性最高,DMC转化数为31.9 molDMC/molCu;多次重复使用时,由于大孔径有利于Cu(phen)(NCS)2扩散出分子筛孔道,降低了固载催化剂中活性组分的含量,催化活性下降,而孔径适中的笼状结构Cu(phen)(NCS)2/SBA-16较其它两种催化剂具有更好的稳定性。4.用甲基、丙基、苯基硅烷对Cu(phen)(NCS)2/SBA-16进行修饰后得到的Cu(phen)(NCS)2/SBA-16-C1、Cu(phen)(NCS)2/SBA-16-C3和Cu(phen)(NCS)2/SBA-16-ph的孔径分别为3.8、3.5和3.3 nm。修饰后的催化剂孔口缩小,活性组分Cu(phen)(NCS)2的流失降低,催化剂的稳定性明显增加,其中以苯基硅烷修饰的Cu(phen)(NCS)2/SBA-16-ph的性能最稳定。5.以Cu(phen)(NCS)2/SBA-16-ph为催化剂,在反应温度130℃、压力为4.0 MPa(CO与O2的分压比为19:1)、反应时间为6 h的条件下,DMC转化数达到32.9molDMC/molCu。